გენები აქტიურები რჩებიან სიკვდილის შემდეგაც

სიკვდილი ნამდვილად ჩვენი არსებობის დასასრულია? მოაზროვნეები პლატონიდან Blue Öyster Cult-მდე ამ კითხვაზე პასუხებს გვთავაზობდნენ. ახლა კი, კვლევის მიხედვით სიკვდილის შემდეგ სიცოცხლის ერთი ასპექტი გრძელდება: გენები აქტიურები რჩებიან ცხოველების სიკვდილის შემდეგ. მეცნიერებს სურთ გამოიყენონ ეს სიკვდილისშემდგომი აქტიურობა უფრო ზუსტი მეთოდის შექმნისთვის, რომელიც გამოყენებულ იქნება სიკვდილის დროის ზუსტი განსაზღვრისათვის და ასევე ახალი გზების ძიებისათვის, რომლებიც დაგვეხმარებიან ტრანსპლანტაციისთვის საჭირო ორგანოების უკეთ შენხვაში.

სანამ იკითხავთ, მიკრობიოლოგი პიტერ ნოუბლი ვაშინგტონის უნივერსიტეტიდან და კოლეგები არ ცდილობდნენ აეხსნათ თუ როგორ მიჩანჩალებენ ზომბები და ჭამენ ტვინებს. მეცნიერებს სურდათ გამოეცადათ ახალი მეთოდი, რომელიც მათ შეიმუშავეს გენების აქტივობის გაზომვისათვის. 2 წლის წინ მათ გამოაქვეყნეს კვლევა სიკვდილის შემდეგ ადამიანის სხვადასხვა ორგანოებში მიკრობების სიმრავლის შესახებ. და მათ გადაწყვიტეს თავიანთი მეთოდი გამოეყენებინათ სიკვდილის შემდგომი ნიმუშებზე. “საინტერესოა თუ რა ხდება როდესაც მკვდარი ხარ”, ამბობს ნოუბლი.

“ჩვენ შესაძლოა მივიღოთ საკმაო ინფორმაცია სიცოცხლის შესახებ სიკვდილის შესწავლით”

წაიკითხე სრულად

Advertisements

სურპრიზი! ამ ეუკარიოტულ ორგანიზმს არ გააჩნია მიტოქონდრია

Surprise! This eukaryote completely lacks mitochondria

სინათლის მიკროსკოპით დანახული ორგანიზმი Monocercomonoides sp. (PA203). Credit: Dr Naoji Yubuki.

მიტოქონდრია გახლავთ მემბრანითშემოსაზღვრული უჯრედის შდა კომპონენტი – ორგანელა, რომელზეც ხშირად საუბრობენ, როგორც უჯრედის ენერგეტიკულ სადგურზე. ეს ორგანელა დიდი ხანია მიიჩნეოდა აუცილებელ კომპონენტად ეუკარიოტული სიცოცხლისათვის. ეუკარიოტები (უჯრედები ან ორგანიზმები, რომლის უჯრედებიც შეიცავენ ბირთვებს და სხვა ორგანელებს) გახლავთ მცენარეები, სოკოები, ცხოველები და ერთუჯრედიანი პროტისტები. მკვლევარები იტყობინებიან, რომ მათ იპოვეს ეუკარიოტი, რომელშიც საერთოდ არ აღმოჩნდა მიტოქონდრიის რაიმე კვალი. სტატია გამოქვეყნდა ჟურნალ Cell Press journal Current Biology-ში 2016 წლის 12 მაისს.


წაიკითხე სრულად

ჩვენ უკვე შეგვიძლია მოვახდინოთ ჩვენი დნმ-ის რედაქტირება. მაგრამ, მოდით ეს გავაკეთოთ ფრთხილად

გენეტიკოსი Jennifer Doudna გახლავთ გენების რედაქტირების ახალი ინოვაციური ტექნოლოგიის – CRISPR-Cas9 თანაგამომგონებელი. ეს მექანიზმი მეცნიერებს საშუალებას აძლევს მოახდინონ დნმ-მოლეკულის ზუსტი რედაქტირება და მან შესაძლოა მოახდინოს გენეტიკური დაავადებების მკურნალობა… მაგრამ ეს საშუალება ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ე.წ. “დაგეგმილი ბავშების” (designer babies) შექმნისათვის. მეცნიერი მიმოიხილავს თუ როგორ მუშაობს CRISPR-Cas9 სისტემა და მიმართავს სამეცნიერო საზოგადოებას, რომ შეჩერდნენ და განიხილონ ამ ახალ საშუალებასთან დაკავშირებული ეთიკური საკითხები.


რამოდენიმე წლის წინ ჩემს კოლეგასთან, Emmanuelle Charpentier-სთან ერთად მე გამოვიგონე ახალი ტექნოლოგია გენომების რედაქტირებისათვის. მას CRISPR-Cas9 ეწოდება. CRISPR ტექნოლოგია მეცნიერებს საშუალებას აძლევს მოახდინონ ცვლილებები უჯრედში არსებულ დნმ-ის მოლეკულაში და ასევე მოახდინონ გენეტიკური დაავადებების მკურნალობა.

თქვენთვის ალბათ საინტერესო იქნება იმის ცოდნა, რომ CRISPR ტექნოლოგია განვითარდა ფუნდამენტური კვლევის ფარგლებში, რომელიც მიზნად ისახავდა დაედგინა თუ როგორ ებრძვის ბაქტერია ვირუსულ ინფექციას. ბაქტერიებს უწევთ გაუმკლავდნენ ვირუსებს რომლებიც ბინადრობენ მათ გარემოში. მოდით წარმოვიდგინოთ ვირუსული ინფეცია როგორც ბომბი – ბაქტერიას აქვს მხოლოდ რამოდენიმე წუთი რათა მოახდინოს ამ ბომბის გაუნებელყოფა, წინააღმდეგ შემთხვევაში განადგურდება. ბაქტერიებს გააჩნიათ ადაპტური იმუნური სისტემა სახელად CRISPR, რომელიც საშუალებას აძლევს მათ აღმოაჩინონ ვირუსული დნმ და გაანადგურონ იგი.

წაიკითხე სრულად

ბრტყელია სივრცე, სადაც ჩვენ ვცხოვრობთ?

გეომეტრიის სახელმძღვანელოდან ვიცით: სივრცე შეიძლება იყოს ერთგანზომილებიანი (წირი), ორგანზომილებიანი (ზედაპირი), სამგანზომილებიანი (ჩვენთვის ჩვეული სივრცე) და, რატომაც არა, მრავალგანზომილებიანი. მათემატიკა ხომ აბსტრაქტული მეცნიერებაა და მასში შესაძლებელია არარეალურის წარმოსახვაც. ამ პრინციპით მათემატიკურ წერტილსაც შეგვიძლია ვუწოდოთ სივრცე, თუკი დავურთავთ, რომ იგი ნულოვანგანზომილებიანია.

სივრცის განზომილება ემთხვევა იმ სიდიდეთა რაოდენობას, რომლებიც საჭიროა სივრცეში წერტილის ადგილმდებარეობის განსაზღვრისთვის. მაგალითად, წირზე მდებარეობა განისაზღვრება ერთი სიდიდთ – მანძილით ათვლის წერტილიდან (x), ზედაპირზე – ორი სიდიდით (x, y) და ა.შ. თითოეული ჩამოთვლილი სივრცე შეიძლება იყოს როგორც მარტივი – “ბრტეყლი”, ასევე რთული.

უმარტივესი ერთგანზომილებიანი სიბრტყე წრფეა, მაგრამ არსებობს მრავალი სხვადასხვა სახის მრუდი, რომელებიც ასევე ერთგანზომილებიანია, რადგან მათზე მდებარე ნებისმიერი წერტილის მოსაძებნად საკმარისია ვიცოდეთ მისი დაშორება გარკვეული ათვლის წერტილიდან. უმარტივესი ორგანზომილებიანი სივრცე ეს ბრტყელი ზედაპირია, მაგრამ ხომ არსებობს სხვადასხვა სიმრუდის ამობურცული ზედაპირი (მათ სფერულს უწოდებენ) ან უნაგირის მსგავსი ჩაღრმავებული ზედაპირები (მათ ჰიპერბოლურს უწოდებენ). წარმოვიდგინოთ ჭანჭველა, რომელიც რაღაც ზედაპირზე დაცოცავს. როგორ უნდა გაიგოს მან, ეს ზედაპირი ბრტყელია, სფერული თუ ჰიპერბოლური? თუმცა თავად მას ეს ნაკლებად აინტერესებს. მაგრამ, ჩვენ სამგანზომილებიანი არსებები, ჩვენი ხედვის არედან კარგად ვხედავთ, რომ ბაღში მიტოვებული ბურთი, რომელზეც ჭიანჭველა მოძრაობს, სფერულია. მისი მოძრაობის ტრაექტორია წრფე კი არ არის, არამედ რკალია. თუ ჭიანჭველა გაუყვება ამორჩეულ რკალს, ის დაუბრუნდება იმ ადგილს, საიდანაც დაიწყო ცოცვა. ეს იმიტომ, რომ ბურთის ზედაპირი “ჩაკეტილი” ორგანზომილებიანი სიბტყეა. მაგრამ, თუ ჭიანჭველა აღმოჩნდება ჰამაკზე (“ღია” სივრცეში), მისთვის ამ ზედაპირზე ცოცვა შეიძლება კატასტროფითაც კი დამთავრდეს: იგი შეიძლება მიწას დაენარცხოს.

კითხვა, რომელიც ჩვენ გვაინტერესებს, ასეთია: როგორია ჩვენი სამგანზომილებიანი სივრცე? ბრტყელი, სფერული თუ ჰიპერბოლური? 

წაიკითხე სრულად

თერმოდინამიკის პირველი კანონის განსაკუთრებული შემთხვევები

განვიხილოთ ოთხი განსხვავებული თერმოდინამიკური პროცესი, როდესაც სისტემა გარკვეულწილად შეზღუდულია და შემდეგ ვნახავთ რა შედეგი მოჰყვება ამგვარი პროცესებისათვის თერმოდინამიკის პირველი კანონის გამოყენებას. შედეგები 1. ცხრილშია შეჯამებული.

1. ადიაბატური პროცესები. ადიაბატური პროცესი მაშინ ხდება, როდესაც პროცესი ძალიან სწრაფია ან სისტემა იმდენად კარგად არის იზოლირებული, რომ სისტემასა და გარემოს შორის სითბოს სახით
ენერგიის გადაცემა არ ხდება. პირველ კანონში (შინაგანი ენერგია იზრდება, თუ ენერგია Q სითბოს სახით ემატება და მცირდება, თუ ენერგია სისტემის მიერ შესრულებული W მუშაობის სახით იკარგება, ფორმულა 1. dEშ = dQ – dW) Q = 0 ჩავსვამთ და მივიღებთ:

dEშ = -W (ადიაბატური პროცესი)

ფორმულის თანახმად თუ მუშაობას სისტემა ასრულებს (ანუ W დადებითია), სისტემის შინაგანი ენერგია მუშაობის ოდენობით მცირდება. ასევე, თუ მუშაობა სისტემაზე სრულდება (ანუ W უარყოფითია), სისტემის შინაგანი ენერგია მუშაობის ოდენობით იზრდება.

სურათზე 1. ნაჩვენებია იდეალიზებული ადიაბატური პროცესი. იზოლირებულ სისტემაში სითბო არც შედის და არც გამოდის. მაშასადამე, სისტემასა და გარემოს შორის ენერგიის გადაცემის ერთადერთი საშუალება მუშაობაა. თუ ტყვიას დგუშიდან ავიღებთ და აირს გაფართოების საშუალებას მივცემთ, სისტემის მიერ შესრულებული მუშაობა დადებითია და აირის შინაგანი ენერგია მცირდება.


სურათი 1.

https://i0.wp.com/i.imgur.com/irJZ2wQ.png

ადიაბატური გაფართოება მოხდება, თუ დგუშზე დალაგებულ ტყვიებს ნელ-ნელა შევამცირებთ. ნებისმიერ სტადიაზე ტყვიების დამატება პროცესის შებრუნებას იწვევს.


წაიკითხე სრულად

არღვევს სიცოცხლე თერმოდინამიკის მეორე კანონს?

Vitality-graphic-300px

თერმოდინამიკის მეორე კანონი (ენტროპიის ზრდის კანონი) ხანდახან გამოიყენება ევოლუციის საწინააღმდეგო არგუმენტად. ევოლუცია, როგორც კამათისას აღნიშნავენ არის ენტროპიის შემცირება, რადგანაც იგი დროის განმავლობაში მეტ ორგანიზებულობას ქმნის. ამ დროს კი თერმოდინამიკის მეორე კანონი ამბობს, რომ დროის განმავლობაში ორგანიზებულობა კლებულობს და შესაბამისად არეულობა მატულობს. ასე რომ, ევოლუცია არღვევს მეორე კანონს.

ამ არგუმენტებში ბევრი რამ არასწორია, და შეგვიძლია ad infinitum გავაგრძელოთ კამათი. ორივე მხარის სასარგებლო არგუმენტების კრებული შეგიძლიათ იპოვოთ შემდეგ ლინკზე: www.talkorigins.org/faqs/thermo.html. ასეთი განხილვები არასდროს მოიცავდა რაიმე რიცხვით გამოთვლებს. ეს სამწუხაროა, რადგან მარტივ გამოთვლებსაც შეუძლია გვაჩვენოს, რომ ევოლუციისათვის ფიზიკურად შეუძლებელია თერმოდინამიკის მეორე კანონის დარღვევა.

მნიშვნელოვნია ავღნიშნოთ, რომ დედამიწა არ არის იზოლირებული სისტემა: იგი იღებს ენერგიას მზისგან და გამოასხივებს ენერგიას უკან კოსმოსში. მეორე კანონი არ აცხადებს, რომ სისტემის ნებისმიერი ნაწილის ენტოპია უნდა გაიზარდოს. ეს რომ ასე არ ყოფილიყო, ყინული არასდროს იარსებებდა და ორთქლი კი არასდროს კონდენსირდებოდა. ორივე ეს პროცესი კი თავის თავში ენტროპიის შემცირებას მოიცავს. მეორე კანონი ამბობს, რომ მთლიანი სისტემის ტოტალური ენტროპია უნდა გაიზარდოს. და ენტროპიის კლება უნდა ანაზღაურდეს ენტროპიის მატებით სხვაგან. [ამ კუთხით ძალიან კარგი მაგალითია მაცივრისა და ოთახის განხილვა. მაცივარი მის შგნით აშკარად ამცირებს ენტროპიას, რადგან „წარმოქმნის“ სიცივეს და შესაბამისად მეტ წესრიგს. მაცივარის ძრავა მუშაობს ელექტრო ენერგიაზე და ეს ძრავა სითბოს გამოყოფს ოთახში. ხოლო სითბოს გამოყოფა კი ენტროპიის ზრდაა, რადგან ოთახი ნაკლებ მოწესრიგებული ხდება. ოთახის მაცივრიანად, როგორც მთლიანი სისტემის განხილვისას კი ენტროპია ჯამში მატულობს. ადმინი. ]

წაიკითხე სრულად

არსებობს ტემპერატურის ზედა ზღვარი – ანუ მაქსიმალური ტემპერატურა?

ყველაზე ცივ ტემპერატურაზე საუბარი შედარებით მარტივია. ყველაზე ცივი ტემპერატურა არის აბსოლიტური ნული. შეიძლება იცით, რომ მოძრაობა იწვევს ხახუნს, რომელიც ასევე იწვევს სითბოს არსებობას. აბსოლიტური ნულის არსი სწორედ ამაშია – ამ დროს მოძრაობა საერთოდ არ გვაქვს. უმოძრაობის დროს ტემპერატურა გვაქვს -273,12 °C (კელვინის შკალით 0, ხოლო ფარენტჰეტით -459,67 გრადუსი).

მაგრამ რამდენია ყველაზე ცხელი ტემპერატურა? არსებობს კი აბსოლიტური ცხელი?


 

ტემპერატურა აბსოლიტური ნულიდან აბსოლიტურ სიცხემდე


წაიკითხე სრულად